网络原理知识总结

news2025/10/31 15:58:38

一、网络模型

1.1 osi七层参考模型

     物理层：连接通信链路、传输比特流
     
     数据链路层：数据封装成帧，在节点与节点间实现可靠物理地址寻址，进行差错校验、流量控制
     
     网络层：逻辑地址寻址，路由选择  IP(IPV4IPV6) ICMP IGMP

     传输层：建立，管理和维护端到端的连接，对上层数据进行分段和重组 TCP,UDP

     会话层：建立、管理、终止会话
     
     表示层：数据格式转换：数据加解压缩；数据加解密；数据编码解码

     应用层：应用程序、服务所在，人类语言转化为编码HTTP HTTPS FTP TFTP SMTP SNMP DNS DHCP TELNET POP3

1.2 TCP/IP 五层（有时候说是四层模型）

四层就是数据链路层和物理层被叫做：网络接口层

①应用层：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用
数据：报文
协议：HTTP, SMTP(邮件), FTP(文件传送)
②运输层：向两个主机进程之间的通信提供通用的数据传输服务。
数据：TCP:报文段，UDP:用户数据报
协议：TCP, UDP
③网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务
数据：包或IP数据报
协议：IP
④数据链路层：
数据：帧
⑤物理层：
数据：比特

1.3 两种模型的比较

结构对比
在这里插入图片描述

osi的失败
在这里插入图片描述

二、物理层

2.1作用：用来连接各种计算机的传输媒体，传输数据比特流

粗略的理解：在电线上，把数据以比特流的形式传过去

2.2物理介质：

①引导性介质：光纤、铜、电缆
②非引导型介质：信号例如无线电
信道的基本概念：信道是往一个方向传输信息的媒体，一条通信电路包含一个发送信道和一个接受信道。

三数据链路层

3.1作用：把源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层

3.2 可靠机制：通过物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等

最大传输单元是MTU,数据帧长度受MTU限制.
①成帧（Framing）
将比特流划分成“帧”的主要目的是为了检测和纠正物理层在比特传输中可能出现的错误，数据链路层功能需借助“帧”的各个域来实现
②差错控制（Error Control）
处理传输中出现的差错，如位错误、丢失等
③流量控制（Flow Control）
确保发送方的发送速率，不大于接收方的处理速率，避免接收缓冲区溢出

3.2数据成帧：

将比特流划分成“帧”的主要目的是为了检测和纠正物理层在比特传输中可能出现的错误，数据链路层功能需借助“帧”的各个域来实现
在这里插入图片描述

四、网络层

4.1作用：则负责数据从一台主机到另外一台主机之间的传递。

1.网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能；

2.基本数据单位为IP数据报；

网络层关键功能

①路由（控制面）
选择数据报从源端到目的端的路径
核心：路由算法与协议
②转发（数据面）
将数据报从路由器的输入接口传送到正确的输出接口

传输层负责建立主机直接按进程与进程之间的连接，而网络层则负责数据从一台主机到另外一台主机之间的传递。

4.2.包含的主要协议：

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;
ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;
ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;
RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）。

4.2.1IP协议

IP协议是我们最常见的一种通信协议，它为每一台主机赋予了身份，使得不同主机之间可以通过IP进行访问，IP地址有32位和48位两种，32位的是IPv4，目前这种IP将要被分配完，之后将逐渐过渡到IPv6，更长的位数意味着可以分配更多不同的IP。
IPv4报文格式
在这里插入图片描述
IP地址分类（IPv4把IP地址分为五类）：

IP地址的计算？

IP地址 = 网络地址 + 主机地址
或
IP地址 = 网络地址 + 子网地址 + 主机地址
为什么要划分子网？

子网划分的目的是:节约IP地址,避免浪费,限定广播的传播,保证网络的安全,有助于覆盖大型地理区域。

一个B类地址用于一个广播域，地址浪费
广播域太庞大，一旦发生广播，内网不堪重负。
将一个网络号划分为多个子网，每个子网分配给一个独立的广播域。
如此一来广播域的规模更小，网络规划更加合理。
IP地址得到合理的利用

特殊IP地址？
在这里插入图片描述

私网IP地址？
私有IP的出现是为了解决公有IP地址不够用的情况。从A、B、C三类IP地址中拿出一部分作为私有IP地址，这些IP地址不能被路由到Internet骨干网上，Internet路由器也将丢弃该私有地址。如果私有IP地址想要连至Internet，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换（Network Address Translation，NAT），通常使用路由器来执行NAT转换。
范围如下：

A: 10.0.0.0~10.255.255.255 即10.0.0.0/8

B:172.16.0.0~172.31.255.255即172.16.0.0/12

C:192.168.0.0~192.168.255.255 即192.168.0.0/16